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GEOLOGIA - Coggle Diagram
GEOLOGIA
Sismi
vibrazioni naturali del suolo, rapide e violente provocate dalla liberazione di energia meccanica all'interno della litosfera
energia accumulata nelle deformazioni tettoniche viene liberata in modo repentino provocando frattura delle rocce e dissipazione dell'energia come calore e onde elastiche che in superficie generano scosse sismiche
cause
da crollo
crollo di una grotta/miniera, occasionali, debole intensità
da esplosione
detonazioni di dispositivi chimici o nucleari nel sottosuolo
vulcanici
prima o durante eruzione vulcanica provocato da movimento del magma nel sottosuolo, 7% sismi totali, debole, violenta durante attività esplosiva (differenza di pressione dopo svuotamento brusco della camera magmatica)
tettonici
lungo faglie e ricorrenti con intervallo di tempo non costante
localizzaione
distribuzione in fasce sottili e allungate
fasce sismiche coincidono o sono parallele alle fasce dove si localizza attività vulcanica
entità
macrosismi
grande intensità, conseguenze disastrose meno frequenti (20 all'anno)
microsismi
piccola entità, frequenti (1000000 all'anno)
componenti
ipocentro
luogo in profondità da cui partono le vibrazioni elastiche in tutte le direzioni
epicentro
punto sulla superficie terrestre verticalmente sopra l'ipocentro, punto raggiunto per primo dalle scosse, maggiore intensità
scosse
sussultorie
movimento verticale
ondulatorie
movimento orizzontale
rotatorie
interferenza tra scosse ondulatorie e sussultorie, durata e intervalli variabili
teoria del rimbalzo elastico
in regioni della litosfera con rocce sottoposte a pressione orientata che agiscono in lunghi tempi deformandole (proporzionale a intensità e durata) e accumulando energia. Se supera il limite di rottura si spacca il blocco roccioso provocando una faglia, rocce slittano lungo i margini liberando energia, calore e vibrazioni
ipocentro coincide con il punto di rottura
rimbalzo elastico si propaga lungo la faglia con velocità max di 3km/s
energia liberata si libera con una scossa principale preceduta o susseguita da alcune di minore intensità, mantenimento tensioni provoca nuovi sismi
sequenza sismica
scosse successive intervalli irregolari e intensità decrescente
sciame sismico
scosse con simile intensità (lieve o media) crescente per poi decrescere, no evento iniziale, durata fino a qlc mese
superamento limite di elasticità: nuova rottura e nuovo sisma
classificazione
attiva
tracce di ripetuti scorrimenti
faglie sismogenetiche: movimenti a scatto e improvvisi
asismiche: movimenti lenti e continui, no produzione terremoti
capace
produce dislocazione superficiale
onde sismiche
effetti
deformazioni statiche e permanenti
accompagnano movimento lungo la faglia
deformazioni dinamiche (onde elastiche o sismiche)
propagazione in tutte le direzioni
parte dell'energia dissipata si trasforma in calore per vincere l'attrito
tipologia
onde P
onde di compressione/longitudinali
veloci (4/8km/s), prime a essere registrate, deformazione materiali nello stesso senso di propagazione causando variazione di volume (compressione e dilatazione che viene trasmesso),propagazione nei solidi, liquidi e gas, velocità variabile in base allo stato fisico e natura litologica dei materiali, direzione modificata in presenza di discontinuità
onde S
onde di distorsione /trasversali
Deformazione trasversale rispetto propagazione, variazione di forma, distorsione e ritorno a forma originale, propagazione nei solidi, velocità dipende dalle caratteristiche fisiche e composizione (2,3/4,6km/s), deviate con discontinuità
onde L
superficiali, lunghe, oscillazioni di forma ellittica (di Rayleigh) movimento trasversale (di Love) , energia si disperde lentamente, provocano danni maggiori con effetti secondari: Scuotimento, frane, liquefazioni dei terreni, fratture, crolli...
comportamento
P più veloci, S dopo il doppio del tempo
ritardo cresce all'aumentare della distanza (stesso rappporto)
rilevamento
sismografo
rilevamento spostamento, velocità o accelerazione del suolo
meccanico: massa collegata a un molla collegata con pennino che traccia su un rullo di carta rotante. Durante i movimenti la massa resta ferma, suolo e rullo oscillano
stazione sismica: Insieme di sismografi che rilevano dati in 3D
sismogramma
onde rappresentano oscillazioni di ampiezza e frequenza (P, S, L)
P: oscillazioni regolari, piccola ampiezza, breve periodo
S: lente, meno regolari, maggiore ampiezza, lungo periodo
L: più lente, irregolari, ampiezza maggiore, lunga durata
posizione epicentro, profondità ipocentro, potenza terremoto
confronto dati da 3 stazioni, tracciamento 3 circonferenze la cui intersezione è l'epicentro
Più di tre sismogrammi
Tre tipi di terremoti
superficiali (0-70km)
Intermedi (70-300km)
profondi (300-700km)
intensità
scale sismiche
scala delle intensità
scala Mercalli, assegna a ogni sisma un valore numerico I-XII (grado di intensità) sulla base degli effetti delle scosse sismiche sul territorio e il grado di distruzione sul territorio, corrisponde al massimo valore registrato, insieme valore crea linee curve chiuse (isosisme) con andamento allungato, area interna comprende epicentro, no descrizione dell'energia liberata
scala delle magnitudo
maggiore è l'energia liberata d un sisma, più è ampia l'oscillazione del sismografo, riferimento a un sismogramma considerando distanza dall'epicentro e indebolimento delle onde
caratteristiche:
Numero puro
scale logaritmiche
valore non varia all'ontanandosi epicentro
scala Richter
confronto ampiezza massima delle oscillazioni registrate in una stazione di rilevamento con quella delle oscillazioni di un sismogramma di riferimento, ampiezza massima delle oscillazioni del terremoto di riferimento celta per averla di 0,001mm su un sismogramma posto a 100km dall'epicentro, no valori min o max, attendibile a valori fino a 6
log₁₀A/A₀+q
standard per onde di volume
massima altezza onda Raleigh
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standard per onde superficiali
primi 5 secondi di un'onda P di un terremoto distante
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distribuzione
in fasce sottili e allungate
fasce parallele alle fasce di attività vulcanica
Fasce sismiche allineate a catene montuose elevate e recenti, archi insulari, fosse oceaniche
Prevenzione
previsione probabilistica
calcolo della pericolosità sismica di una regione (probabilità verificarsi di un terremoto in futuro che possa causare danni su base di intensità e magnitudo)
predizione deterministica
stabilire con sicurezza che l'evento accadrà in breve tempo (no realizzabile, localizzazione e monitoraggio faglie attive, valutazione segnali premonitori)
rischio sismico
vulnerabilità
valutazione predisposizione sismica
esposizione sismica
distribuzione e valore beni e attività che possono essere danneggiati
pericolosità sismica
In Italia
1 migliaio di terremoti nella storia di cui 160 disastrosi, maggioranza con ipocentro non oltre i 40km
Regioni a rischio sismico
aree di corrugamento più recente, su linee di tensione della crosta con fenomeni di assestamento
carta della classificazione sismica del territorio italiano + norme x regolare progettazione, costruzione, adeguamento opere architettoniche
carte del rischio sismico, norme per costruzioni in zona sismica, piani di evcuazione e soccorso
Minerali
definizione
corpi inorganici naturali con composizione chimica definita o variabile in un campo ristretto, riconoscibile per le proprietà fisiche e chimiche costanti
composizione
puri
ex. zolfo, oro, argento
composti
due o più elementi combinati in proporzioni caratteristiche e costanti
ex. quarzo, silicio, ossigeno
soluzioni solide/
miscele isomorfe
soluzioni di sostanze contenenti ioni di carica uguale e dimensioni simili, hanno composizione variabile e possono contenere percentuali differenti di alcuni ioni
formula mineralogica
formula che esprime la sua composizione
struttura
cristallina
corpo solido con forma esterna poliedrica, geometricamente definibile, delimitata da facce, intersecate lungo gli spigoli
regolarità
in relazione alla struttura interna (disposizione ordinata delle particelle)
cella elementare
più piccolo insieme di atomi, ioni, gruppi molecolari ripetuto costantemente nel cristallo nelle tre dimensioni dello spazio
abito cristallino
forma caratteristica evidente e riconoscibile a occhio nudo
non raggiungibile per ambiente
solidi amorfi
struttura interna disordinata, NO forma esterna geometrica e specifica dovuto a processo di formazione rapido
polimorfismo
stessa sostanza da origine a minerali con struttura differente
opale con stessa struttura del quarzo
isomorfismo
ioni vicarianti possono sostituirsi nella struttura cristallina per dimensioni e carica simile
classificazione
8 classi
ogniuna comprende una specie mineralogica
silicati
gruppo silicato SiO4
composti di silicio e ossigeno con uno o più elementi metallici
struttura
tetraedi
formati da 4 atomi di O attorno a S
no stabile
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2 categoria a seconda della percentuale di tetraedi
femici
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sialici
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classificazione
nesosilicati
tetraedi isolati, ioni positivi legati a O con legame ionico, rapporto Si:O = 1:4, O carica -, densità elevata, struttura compatta, solidificazione a temperatura elevata
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a seconda della disposizione dei tetraedi
sorosilicati
coppie di tetraedi con O in condivisione, rapporto 2:7, 1 coppia con 6 O- uniti a cationi metallici
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ciclosilicati
anelli di 3,4,6 tetraedi, O- sono 6,8,12, rapporto 1:3
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inosilicati
catene lineari semplici con rapporto 1:3 o doppie con rapporto 4:11 di tetraedi
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fillosilicati
strati di tetraedi, tre O con tre tetraedi, struttura a maglie esagonali, rapporto 2:5, sfaldabili
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tectosilicati
struttura 3D con tetraedi uniti ai 4 vertici, 4 O condivisi con 4 tetraedi e legato a 1 atomo centrale di alluminio, tetraedo con carica negativa legati a cariche positive, chiario incolori
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ossidi
O unito direttamente a un elemento (solitamente metallico)
solfuri
ione S2-
solfati
anione SO4
carbonati
ione CO3
fosfati
ione PO4
elementi nativi
1 elemento chimico, 20
alogenuri
cloro o alogenuro negativo
Terra
studio tramite metodi indiretti: informazioni ricavate dalla composizione dei magmi, modalità di propagazione delle onde sismiche, densità (5,5g/cm³), temperatura, energia emessa dalla Terra e campo magnetico terrestre
si calcola quindi che la zona centrale abbia una densità media di 13g/cm³ (presenza materiali più densi dei silicati, conferma con lo studio delle onde P e S)
regole
attraversamento strato omogeneo: velocità costante in linea retta
variazione caratteristiche di uno strato: cambiamento progressivo direzione e velocità con traiettoria curva
passaggio da uno strato a un altro con caratteristiche e composizioni diverse: rifratte o riflesse
discontinuità sismica
di Mohorovicic
separa la crosta dal mantello, P e S accelerano, materiali al di sotto sono solidi ma con rigidità e densità differenti, andamento sinuoso, vicina alla superficie nei fondali oceanici (4/10km), continenti (20/70km)
di Gutenberg
tra mantello e nucleo, profondità regolare e costante (2900km), velocità di P diminuisce e S fermate (nucleo esterno con materiali fusi e composizione differente da quella del mantello)
di Lehmann
discontinuità minore, 5170km, tra nucleo esterno e interno, onde P riflesse in parte e rifratte, accelerano per cambiamento di stato fisico (fluido a solido)
struttura
crosta: meno dello 0,1% del volume, sottile, rigida, spessore variabile, due tipi
continentale
densità media di 2,7g/cm³, rocce sialiche o intermedie ricoperte da sedimenti, struttura variabile con rocce eterogenee, azione fenomeni endogeni, più deformate: catene montuose, più recenti: attività vulcanica e sismica
attorno ai continenti è presente al limite esterno una scarpata (vero confine tra continentale e oceanica)
no molto elevato, regioni giovani
litosfera
unico blocco, spessore variabile,
oceanica
densità media di 3g/cm³, composizione femica, spessore di pochi chilometri, composizione e struttura uniformi e regolari, 3 strati sovrapposti
Sedimenti: sottile con spessore variabile
Basalti: Pavimento oceanico, spessore di 2km, in continuità di strato con gabbri, attività magmatica effusiva
gabbri: attività magmatica intrusiva
mantello
83% volume totale
superiore
fino a 700km di profondità, rocce ultrafemiche
mantello litosferico
sotto la Moho, rigido denso, 120-150km
astenosfera
plastico, piccola percentuale di materiale fuso, velocità onde diminuisce, duttile, dalla litosfera a 250km di profondità
mesosfera
fino 700km, materiali rigidi, aumento velocità
inferiore
ossidi femici, densi, aumento densità graduale
nucleo
tra centro della terra e discontinuità di Gutenberg, raggio: 'metà della crosta terrestre, più del 14% del volume totale, altissima densità che cresce verso centro (13g/cm³), ferro, nichel, silicio, zolfo, ossigeno
discontinuità di Lehmann a 5170km, separazione nucleo esterno e interno
esterno
come fluido, ferro nichel e elementi leggeri come silicio e zolfo
interno
solido, nichel e ferro
calore interno
calore interno di cui parte alimenta i processi di natura endogena, in parte disperso all'esterno dalla superficie
flusso geotermico: energia termica emessa da un'unità di superficie terrestre in 1secondo, no costante
molto elevato nelle dorsali, diminuisce all'allontanamento
calore primordiale non ancora disperso x bassa conducibilità Termica della terra
fonte: radioattività della crosta e mantello ex. graniti
movimenti convettivi
correnti ascendenti in zone profonde, materiali caldi e meno densi
correnti discendenti di materiali che si raffreddano, più densi e freddi
geotermia
flusso di calore in rocce porose e impermeabili in sorgenti di fluidi caldi ad alta pressione
campi geotermici
vapore secco
vapore acqueo, acque miste,acque calde
energia geotermica come alternativa ai combustibili fossili, più adatta rispetto all'eolica o solare ma pochi luoghi adatti
campi geotermici: luoghi con presenza di sorgenti di fluidi caldi ad alta pressione contenuto in rocce porose e impermeabili, sopra magma in via di raffreddamento, serbatoio si riempie x acque meteoriche
In italia: Larderello con soffioni boraciferi, sfruttati dal 1905, 25% energia utilizzata in Toscana, t⁰ di 260⁰C con risalit di vapore secco
3 campi di vapore secco: Italia, California, Giappone, Indonesia
comuni campi ad alta t alimentati da acque calde o miste a vapore acqueo
campi geotermici di cui la t è inferiore e l'acqua viene usata per riscaldamenti o agricoltura e zootecnia
sfruttamento calore rocce secce a scarsa profondità creando un serbatoio geotermico artificiale
Deformazioni
Movimenti avvenuti in tempo geologico diverso rispetto formazioine di un corpo roccioso
corpo roccioso: massa di rocce con medesima origine, irregolare o stratificata
sforzi tettonici
: spinte che causano corrugamenti, dislocazioni, fratture e deformazioni, può agire in modo uniforme (pressione litostatica) o in una direzione (pressione orientata)
Sforzo crescente --> deformazione elastica (ritorno conformazione originaria)
Sforzo intenso --> deformazione plastica (resta deformata)
limite di elasticità: intensità dello sforzo
dipendono dalla composizione e struttura della roccia, intensità e durata dello sforzo (composizione, struttura e condizioni fisiche), pressione (pressione atmosferica come corpi rigidi, pressione litostatica in profondità come corpi plastici), temperatura (aumento t. = comportamento plastico)
pieghe: strati subiscono flessioni di ampiezza e lunghezza variabile
Composta da:
Piano assiale
Superficie che unisce punti di massima curvatura, divide la piega in due parti
a seconda dell'inclinazione:
pieghe dritte
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pieghe inclinate
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pieghe coricate
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pieghe rovesciate
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fianchi
i 2 versanti della piega
asse
intersezione tra il piano assiale e gli strati
anticlinale
convessità verso il l'alto, nucleo è lo strato più antico tra quelli coinvolti nella flessione
sinclinale
convessità verso il basso, nucleo è lo strato più recente fra quelli che hanno subito la flessione
Fratturazione
limite di rottura: intensità oltre al quale le rocce si fratturano
diaclasi
frattura senza spostamento relativo alle parti in contatto
faglia
spostamento relativo delle parti della frattura (dislocamento)
piano di faglia: superficie su cui avvenuto disclocamento
verticale
faglie trascorrenti con righetto (destro o sinistro) sul piano orizzontale
inclinato
tetto
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letto
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faglia diretta
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faglia inversa
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orizzontale
labbri: due parti disclocate
righetto: spostamento relativo degli strati rispetto origine
Tettonica
: scienza che studia le deformazioni permanenti delle masse rocciose e le strutture prodotte
Rocce
aggregati naturali di minerali, eterogenee (più minerali) o omogenee (un minerale), coerenti (compatte) o incoerenti (frammenti sciolti), miscugli (composizione non definita e irregolare)
classificazione
processi litogenici
ambienti geologici con precise condizioni chimico-fisiche
3 tipi in corrispondenza a 3 classi
magmatiche
formazione da solidificazione del magma
categorie
intrusive
solidificazione in profondità nella litosfera in tempi lunghissimi pk le rocce che circondano il magma assorbono e disperdono il calore lentamente
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effusive
solidificazione in superficie per spinta di gas provocano eruzione vulcanica, perde gas e diventa lava, processo rapido
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ipoabissali
interno litosfera a media profondità, intrusive, ambiente con condizioni chimico-fisiche intermedie
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classificazione
struttura, tenore di silice, composizione mineralogica
Famiglie
graniti
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Dioriti
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gabbri
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struttura
grado di cristallizzazione dipende da velocità di raffreddamento e quantità di gas sciolti nel magma
raffreddamento lento
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raffreddamento veloce
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componenti volatili
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Gas permettono movimento degli ioni/molecole e aggregazione in reticoli cristallini
composizione
minerali essenziali
silicati
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minerali accessori
% ridotta e nn influisce sulle proprietà
minerali accidentali
Occasionali, in particolare condizioni di solidificazione
determinata da componenti mineralogiche e chimiche
metalli
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sedimentaire
metamorfiche
nome per genesi e composizione chimica per ogni gruppo
Magma
miscela di sostanze allo stato fuso, principalmente di silicati assieme vapore acqueo e gas, composizione non fissa
dopo fusione parziale del mantello superiore
temperatura di 600°C e tendono a risalire pk meno densi di del materiale circostante per presenza di gas
si raffreddano fino a solidificazione in 3 diverse condizioni
Vulcani